[发明专利]一种自供电平单轴跟踪支架控制器

说明书

本发明公开一种自供电平单轴跟踪支架控制器，包括高压直流电源、高压电源模块、电源管理模块、跟踪控制模块、角度传感器和驱动模块；所述高压直流电源由若干块光伏电池板串联形成；所述高压电源模块从所述高压直流电源直流高压端取电，转换为低压直流电供跟踪支架控制器使用；所述跟踪控制模块采用太阳历算法计算最佳跟踪角度，结合所述角度传感器反馈形成闭环控制，控制所述驱动模块将支架转动到目标角度，实现实时自动跟踪。本发明直接从光伏电池板上取电供给平单轴跟踪支架控制器，而不需要从光伏发电现场箱变引出220V交流电到每一个跟踪支架控制器，大大降低了成本，提升了系统可靠性。

技术领域

本发明涉及一种平单轴跟踪支架控制器，特别是涉及一种能够直接从光伏电池板取电，而不需要另外架设电源的自供电平单轴跟踪支架控制器，属于光伏发电领域。

背景技术

随着社会经济的高速发展，能源消耗越来越大。节约能源，保护环境已经成为人类可持续发展的必要条件。人们加强对可再生能源的开发和利用，太阳能光伏发电已经成为目前全球最热门的技术之一。

众所周知，由于太阳能电池板对太阳光的利用具有余弦效应，即太阳能电池板接收到的有效光通量等于光照度乘以电池板面积再乘以太阳光与电池板法线夹角的余弦值。电池板只有正对太阳，即余弦值等于1，才能接收到最大的光通量。因此，具有自动跟踪太阳能力的光伏发电系统能够显著提高发电效率。

目前，人们提出了各种各样的太阳跟踪技术，主要可以分为单轴跟踪和双轴跟踪两类。太阳相对地平面的运动轨迹主要可以分为高度角和方位角两个参量，单轴跟踪技术仅能够跟踪其中一个参量，双轴跟踪技术两个参量都能跟踪。目前，从技术的成熟度、可靠性、成本的角度出发，单轴跟踪技术相对双轴跟踪技术还具有明显的优势。

某一地区太阳在某一时刻的高度角h和方位角1可以由如下方式计算得到，

太阳的高度角h满足：sinh＝sinδ×sinφ+cosδ×cosφ×cosω；

太阳的方位角1满足：sinl＝cosδ×sinω/cosh；

其中：(1)φ为当地纬度；(2)δ为赤尾角(单位：度)计算近似公式为：

δ＝23.45×sin(360×(284+n)/365)，其中n为一年中的第n天；(3)ω为时角(单位：度)计算公式为：ω＝(12-T)×15，其中T为当地时间。

因此，可以计算出当地任一时刻的太阳高度角和方位角，在此基础上，可以进一步计算出最佳的跟踪角度。

当前，平单轴跟踪支架光伏发电通常采用场供电方式给跟踪支架控制器供电，即从光伏发电现场箱变引出220V交流电到每一个跟踪支架控制器。通常一个光伏发电子阵都有上百台跟踪支架控制器，现场需要铺设大量的电力电缆，大大增加了先期投入成本和后期维护成本，同时由于线缆布置复杂造成系统可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种自供电平单轴跟踪支架控制器。

本发明具体采用如下技术方案：

一种自供电平单轴跟踪支架控制器,其特征在于包括高压直流电源、高压电源模块、电源管理模块、跟踪控制模块、角度传感器和驱动模块；所述高压直流电源由若干块光伏电池板串联形成；所述高压电源模块采用DC/DC模块，从所述高压直流电源直流高压端取电，转换为低压直流电供跟踪支架控制器使用；所述跟踪控制模块采用太阳历算法计算最佳跟踪角度，结合所述角度传感器反馈形成闭环控制，控制所述驱动模块将支架转动到目标角度，实现实时自动跟踪。

本发明的自供电平单轴跟踪支架控制器，直接从光伏电池板上取电供给平单轴跟踪支架控制器，而不需要从光伏发电现场箱变引出220V交流电到每一个跟踪支架控制器，大大降低了成本，提升了系统可靠性。